NL8700765A

NL8700765A - Mat glas en werkwijze voor de vervaardiging daarvan.

Info

Publication number: NL8700765A
Application number: NL8700765A
Authority: NL
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1986-04-08
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1987-11-02
Also published as: JP2534863B2; DE3711747C2; BE1001107A4; US4882214A; JPS6321241A; LU86836A1; GB2188925A; IT8767249A0; NL193941B; GB8608496D0; GB2188925B; IT1208356B; FR2596752A1; NL193941C; FR2596752B1; CH672121A5; DE3711747A1; ES2004914A6

Description

V - - 1 -

Mat glas en werkwijze voor de vervaardiging daarvan.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking óp een stuk licht doorlatend glas met tenminste één oppervlak, dat mat is gemaakt door middel van oppervlakteputjes. De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor de berei-5 ding van mat glas door een oppervlak van een stuk glas te voorzien van een populatie van oppervlakteputjes.

Het is bekend, dat licht wordt teruggekaatst aan de grens tussen twee media met verschillende brekingsindices, aangenomen dat de media voldoende dik zijn om interferentiè-tO effecten te kunnen verwaarlozen, zal de hoeveelheid normaal invallend licht dat wordt teruggekaast, ca. /Tn^-n2) / (n1 +n2)/2 zijn, waarin n^, resp. n2, de brekingsindices van beide media voorstellen. In geval van een glas/luchtgrensvlak kunnen we schrijven n.j.cr.T.,5 en n^r=ctr waarbij de uitdrukking derhalve T5 betekent, dat ca. 4 % van het invallende licht op elk glas/ luchtgrensvlak zal worden teruggekaatst bij dit grensvlak, terwijl ca. 8 % zal worden teruggekaatst uit twee oppervlakken van een glasplaat in lucht.

Deze terugkaatsing is voor een groot aantal doel-20 einden nadelig. Als voorbeelden kunnen worden genoemd: instru-mentafleesglazen, bijv. horlogeglas; glazen panelen, die licht emitterende diodedisplays bedekken en meer in het bijzonder die, welke vloeistofkristaldisplays bedekken; kathode-straalbuisschermen, bijv. televisieschermen en computermoni-25 torschermen; alsmede glasplaten in plaatframes voor het beschermen van foto, schilderij of tekening.

Bekend is, dat de hoeveelheid teruggekaatst licht uit een glasplaat kan worden verminderd door aanbrenging van een oppervlaktebekleding uit een materiaal met een brekings-30 index, die ligt tussen die van lucht en glas. Door keuze van het bekledingsmateriaal met een brekingsindex, die het geometrische gemiddelde van de brekingsindices van de beide andere media is, in dit geval glas en lucht, kan de totale hoeveelheid aan de lucht/bekledingslaag en bekledingslaag/glasopper- . 35 vlakken teruggekaatst licht met ca. 2 % worden verminderd, 8700765 - 2 -

N

VK * ·> terwijl door keuze van de dikte van de bekledingslaag voor interferentie-extinctie tussen het aan de beide scheidings-vlakken teruggekaatste licht,, de hoeveelheid teruggekaatst licht zelfs verder kan worden verlaagd. Het aanbrengen van 5 dergelijke bekledingslagen is echter moeilijk en kostbaar, terwijl de materialen met de vereiste brekingsindex vaak zachter zijn dan glas, zodat zij gemakkelijk bekrast worden. Bovendien zijn sommige van dergelijke bekledingsmaterialen zelf gekleurd, hetgeen nadelig kan zijn voor de prestatie van 10 de andere bekledingslagen, die voor andere doeleinden nodig kunnen zijn.

aangezien het de afbeelding van de lichtbron op het glas is,, die tot problemen aanleiding geeft bij het kijken door het glas, is er voorgesteld de totale hoeveelheid terug 15 te kaatsen licht niet teveel te verlagen, teneinde de hoeveelheid teruggekaatst licht, die specifiek wordt teruggekaatst, te verminderen. Zo is bijv. bekend het oppervlak van glas zodanig te etsen, dat het mat wordt, waarbij het oppervlak wordt voorzien van dicht naast elkaar liggende putjes, die 20 het door het oppervlak teruggekaatste licht verstrooien. Als resultaat hiervan wordt een belangrijk gedeelte van dat licht in plaats van spiegelreflectie, diffuus teruggekaatst. Een voorbeeld van een dergelijke methode van vervaardigen van een dergelijk glas is gegeven in het Britse octrooischrift nr.

25 T.151.931 van Glaverbel.

Een dergelijke mattering van het oppervlak heeft ook invloed op door het glas doorgelaten licht, waarbij de hoeveelheid licht dat door een op dergelijke wijze mat gemaakt oppervlak wordt doorgelaten ook diffuus is. Dit kan een be-30 langrijk nadeel betekenen indien het gewenst is een object of afbeelding, die zich bevindt op een bepaalde afstand achter het glasoppervlak, te bekijken, aangezien het diffuus doorgelaten licht optische resolutie van het object of beeld moeilijk of onmogelijk maakt. Het zal bijv. duidelijk zijn, dat 35 televisieschermen, in het bijzonder die met grotere afmetingen welke in de handel verkrijgbaar zijn, vaak verscheidene centimeters dik zijn, hetgeen betekent dat elke uitgevoerde matteringsbehandeling aan het buitenoppervlak van het scherm, 8700765 * « - 3 - dientengevolge de resolutie van het beeld dat gevormd is in het inwendige beklede oppervlak van het scherm, ongunstig zal beïnvloeden.

De onderhavige uitvinding is gebaseerd op de ont-5 dekking, dat door vorming van putjes met een bepaalde grootte en vorm op het oppervlak van een stuk glas, het glas diffuus terugkaatsend kan worden gemaakt zonder daarbij de heldere optische resolutie van een object of beeld door het glas te beletten in het geval dat het object of beeld zich bevindt op 10 enige afstand achter het glasoppervlak. Gebleken is volgens de uitvinding, dat deze combinatie van eigenschappen verkregen kan worden door de vorming van de putjes met een bepaald profiel, onder vermijding van hoekige putjes, zodanig dat dè putjes een zeer klein oppervlak hebben. Het maximaal toelaat-15 bare oppervlak Wordt beheerst door de mate van vereiste resolutie, maar het is in elk geval zeer veel kléiner dan de oppervlakte van de putjes, die bij voorgaande bekende matte glazen werden gevormd.

De uitvinding verschaft derhalve een stuk licht 20 doorlatend glas, in de vorm van een vlakke plaat met tenminste één oppervlak, dat met behulp van oppervlakteputjes mat is gemaakt, met het kenmerk, dat een dergelijk oppervlak een populatie van verzonken of naburige oppervlakteputjes heeft, waarbij de putjes een zodanig klein oppervlak en profiel heb-25 ben, dat duidelijk leesbaar getypte karakters van een 10 pitch afmeting duidelijk leesbaar blijven, wanneer ze bekeken worden via een dergelijk gematteerd oppervlak, wanneer het oppervlak wordt gehouden op een afstand van 10 cm van de karakters.

De voordelen van de uitvinding zijn niet afhanke-30 lijk van het feit, dat het glas zich bevindt in de vorm van een vlakke plaat, hetgeen betekent dat in tweede instantie de uitvinding een stuk licht doorlatend glas verschaft, dat niet een vlakke plaat is en waarvan tenminste ëén oppervlak mat is gemaakt door middel van oppervlakteputjes, met het kenmerk, 35 dat een dergelijk oppervlak een populatie van verzonken of naburige oppervlakteputjes bezit, waarbij de putjes een zodanig klein oppervlak en profiel hebben, dat duidelijk leesbaar getypte karakters van 10 pitch afmeting, duidelijk lees- 870 97 6 5 ff 5 - 4 - baar blijven wanneer ze worden bekeken via een identiek van putjes voorzien oppervlak van een licht doorlatende vlakke glasplaat, wanneer een dergelijk oppervlak van een dergelijke vlakke glasplaat wordt gehouden op een afstand van 10 cm 5 vanaf de karakters *

Het. is bijzonder verrassend, dat duidelijke resolutie van aldus getypte karakters mogelijk is via een mat glasoppervlak, dat 10 cm voor de karakters is aangebracht. Te verwachten zou zijn, dat door de lichtverstrooiing die plaats 10 vindt ten gevolge van de aanwezigheid van de oppervlakteputj es in het glasr een dergelijke resolutie onmogelijk zou zijn bij een veel kortere afstand tussen het glas en de karakters. Zo zijn bijv. commerciëel beschikbare matte glazen, bereid volgens het Britse octrooischrift nr. T.151. 931, onderzocht, 15 waarbij bleek dat de leesbaarheid van het getypte schrift snel afneemt naarmate de afstand tussen glas en getypt geschrift toeneemt en in elk geval bij elke afstand van meer dan 3 cm een getypt schrift van 10 pitch afmeting praktisch onleesbaar is. De verrassende en gunstige toename in resolutie door een 20 mat oppervlak van een stuk glas: volgens de. uitvinding wordt toegeschreven aan de kleine afmeting van de oppervlakteputj es en aan hun profiel, waarbij geen putjes met een rechthoekige vorm voorkomen. Als gevolg hiervan kan glas volgens de uitvinding worden gebruikt voor alle doeleinden, waarvoor voor-25 gaande bekende matte glazen geschikt waren, behalve wanneer het ontbreken van resolutie in feite gewenst is, zoals bij sommige vensters en inwendige scheidingswanden van gebouwen. Glas .volgens de uitvinding kan ook worden gebruikt voor andere doeleinden, bijv.voor toepassing als voorplaat van tentoon-30 stellingsvitrines of voor televisieschermen, waarvoor bekende matte glazen ongeschikt zijn, vanwege het ontbreken van resolutie van beelden, die zich op een bepaalde afstand daarvan bevinden.

De vorm van de putjes heeft een belangrijke in-35 vloed op het verkrijgen van de vereiste resolutie, wanneer een object door het glas wordt bekeken. Het is reeds eerder vermeld, dat rechthoekige putjes vermeden dienen te worden, waarbij met voordeel tenminste de onderkant van de putjes een 8700765 - 5 - * * afgerond profiel dienen te hebben- Dit is verschillend van hetgeen dat van nature zou worden verkregen door eenvoudig etsen met fluorwaterstofzuur, gevolgd door uitwassen van de verkregen fluorsilicaatkristallen. Hierbij zou een populatie 5 van in het algemeen polyhedrale putjes achterblijven, die de vorm van de gevormde kristallen zouden terugkaatsen. Volgens de uitvinding is belangrijk gebleken, dat de putjes een afgerond profiel moeten hebben, tenminste aan hun onderkant, zodat een brede verstrooiïngshoek wordt verkregen van licht dat 10 wordt doorgelaten aan het matte oppervlak van het glas.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is tenminste één zijde van het matte oppervlak voorzien van. de genoemde populatie van oppervlakteputjes, die zodanig klein zijn, dat een schijf met een diameter van 10 pm 15 er niet op gelegd kan worden zonder tenminste twee putjes te bedekken. Bij de uitvoeringsvormen van de uitvinding die de meeste voorkeur verdienen, is tenminste één gematteerd oppervlak voorzien van de genoemde populatie van oppervlakteputjes, die een zodanige afmeting hebben, dat een schijf met een dia-20 meter van 5 jua daarop niet kan worden aangebracht, zonder het bedekken van tenminste twee putjes. In de praktijk worden dergelijke proeven uitgevoerd op fotomicrografen, bijv. tot een vergroting van 1000 keer. De voorwaarde van een dichte populatie van oppervlakteputjes met een zodanig kleine afme-25 ting is een van de factoren, die een belangrijke invloed hebben op het verkrijgen van een goede resolutie, wanneer het object door het glas wordt bekeken. Volgens de uitvinding is gebleken, dat des te kleiner de putjes zijn, dés te geringer is het effect van de toename van de afstand tussen het glas en 30 het te bekijken object, op het gemak waarmee bijzonderheden van het object via een viewer kunnen worden waargenomen.

Met putjes van een dergelijke kleine afmeting is gebleken, dat het matte glas niet zonder meer kan worden behandeld als een stralingsobject, teneinde de mate van diffusie 35 van licht volgens de klassieke wetten van geometrische optica te voorspellen. Voor zeer kleine putjes is het niet onmogelijk dat de diffusie wordt beheerst door de vergelijking van Rayleigh voor de verstrooiing door objecten, die klein zijn in 8700765 ί ' % - 6 - verhouding tot de golflengten van het zichtbare licht, volgens welke de intensiteit van het verstrooide licht recht evenredig is met de reciproce van de vierde macht van de golflengte (λ) van het licht. Het is echter waarschijnlijker dat de intensi-5 teit van het verstrooide licht recht evenredig is met λ n (vergelijking van Mie), waarbij n gelijk is aan 0 tot 4, terwijl in feite voor een putjesdiameter van ca. 5 yam n—1,5.

Qok de diepte van de putjes is van belang. Met voordeel is tenminste één zijde van het oppervlak voorzien van 10 "een populatie van oppervlakteputjes:, waarbij praktisch alle pu,tjes een diepte hebben van 0,1 yam tot 1,0 yam inclusief., Gebleken is, dat. hierdoor de resolutie door het glas toeneemt zonder afbreuk, te doen aan zijn diffuse lichtterugkaatsende eigenschappen en blijkt van bijzondere waarde te zijn als 15 afdekglazen voor vloeibare kristaldisplays. Gebleken is, dat putjes met een dergelijke diepte weinig of geen merkbare invloed. hebben op de remming van de mobiliteit van vloeibare kristallen onder een dergelijk glas. De diepere putjes van eerder bekende matteringstechnieken hebben een dergelijke.

20 remmende werking op de mobiliteit van vloeibare kristallen.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding die in het bijzonder de voorkeur verdient, is tenminste êën oppervlak voorzien van een dergelijke populatie van oppervlakteputjes, waarvan praktisch alle een diepte en diameter hebben 25 die zodanig zijn, dat de diepte van de putjes gedeeld door hun diameter tenminste 0,01 is en optimaal tussen 0,02 en 0,5 ligt. Dit is gunstig voor het bevorderen van een grote hoeveelheid licht, die wordt doorgelaten aan het gematteerde oppervlak.

Bij uitvoeringsvormen volgens de uitvinding, die 30 bijzondere voorkeur verdienen, is de hoek van verstrooiing van het licht dat een dergelijk mat oppervlak passeert, tenminste 10°. Een brede verstrooilngshoek is van waarde voor het verlagen van het effect van het zichtbare licht, dat wordt teruggekaatst door het matte oppervlak en is van bijzondere 35 waarde bij de constructie van bepaalde types fotovoltagecellen.

Sommige fotovoltagecellen bestaan uit een glasplaat, waarop achtereenvolgens zijn afgezet een transparante geleidende laag, bijv. gedoopt tinoxide, een foto-actieve laag §700755 * * - 7 - bijv. op basis van amorf silicium en een tweede geleidende laag, die een terugkaatsende laag kan zijn, bijv. aluminium.

De kans dat een bepaald foton een electron-holtepaar in de foto-actieve laag zal vormen, neemt toe met de lengte van de 5 lichtweg door die laag. (Dit verklaart de voorkeurstoepassing van een reflecterende achter-geleidingslaag.) Doch toename van de fysische dikte van de foto-actieve laag doet de kans toenemen, dat een zojuist vrijgekomen electron zal worden gevangen alvorens het de ene of de andere geleidende lagen kan 10 bereiken. Teneinde de grootste lichtintensiteit te verkrijgen dient een dergelijke cel normaal te worden gericht naar de zonnestraling. Door het glas te maken als een diffuus scherm kan de effectieve lengte van de weg, die het diffuse licht in de foto-actieve laag aflegt, worden verhoogd, zonder ver-15 plaatsing van die laag van normaal naar zonnestraling, of zijn werkelijke dikte te vergroten.

De toepassing van glas met een gematteerd oppervlak, bijv. voor het doorlaten van diffuus licht met een grote verstrooiïngshoek, wordt beschouwd als van groot praktisch 2(ï belang en zulks is beschreven in de hiermee samenhangende octrooiaanvrage, ingediend op dezelfde dag als deze aanvrage ( ) onder referentie- nummer PI26 AMENOPHIS 545 van de agent.

Voor sommige doeleinden, waaronder de toepassing 25 in een fotovoltagecel, is het gewenst dat een groot gedeelte van het doorgelaten licht diffuus wordt doorgelaten. Dienovereenkomstig wordt bij sommige voorkeursuitvoeringsvormen volgens de uitvinding tenminste 30 % en bij voorkeur tenminste 40 % en liefst tenminste 50 %, van het licht dat door het glas 30 met een dergelijk gematteerd oppervlak wordt doorgelaten, diffuus doorgelaten. Alternatief, of ernaast, verdient het de voorkeur wanneer tenminste 20 %, bij voorkeur tenminste 30 % en liefst 40 % van het licht, dat op het glas met een dergelijk gematteerd oppervlak valt, diffuus wordt doorgelaten.

35 Dit is vooral van voordeel wanneer het glas wordt ingebracht in een fotovoltagecel, zoals eerder genoemd, waarbij een toename in de conversie-efficiëntie van tot aan 30 % of zelfs meer wordt bereikt.

8700785 ί*. * - 8 -

Bij voorkeur wordt tenminste 70 % van het licht, dat aan een dergelijk gematteerd oppervlak wordt teruggekaatst diffuus teruggekaatst. Dit is gunstig in verband met het reduceren van de perceptibiliteit van aldus teruggekaatst licht, 5 waardoor de zichtbaarheid van een object, dat zich bevindt achter het glas, wordt verbeterd, in het bijzonder wanneer het object wordt belicht door het glas met behulp van een spot-Iicht«

Bij een bijzonder gunstige uitvoeringsvorm volgens; 10 de uitvinding zijn de getypte karakters duidelijk leesbaar wanneer ze worden bekeken via een aldus gematteerd oppervlak, wanneer het vlakke glasoppervlak op een afstand van 20 cm van de karakters wordt gehouden. Mat glas, dat aan deze proef voldoet, is zeer geschikt voor toepassing als voorplaat bij 15 tentoonstellingsvitrines > waarbij voorwerpen, bijv. voorwerpen van kunst- en/of historisch belang op een bepaalde afstand achter glas kunnen worden geplaatst, terwijl bij de meest gunstige uitvoeringsvormen volgens de uitvinding, vooropgezet dat de getypte karakters zich bevinden op een afstand van het 20C oog van de; lezer, waarbij de karakters duidelijk gelezen kunnea worden, zijn de karakters duidelijk leesbaar door het matte oppervlak van het genoemde vlakke glas, ongeacht of het glas tussen de karakters en het oog van de lezer is geplaatst.

Het is gunstig wanneer de karakters duidelijk 25 leesbaar zijn wanneer ze worden bekeken door het matte oppervlak van het stuk vlak glas, wanneer het glas zich bevindt bij een hoek groter dan 45° ten opzichte van de gezichtslijn. Dit is de gunstigste situatie, omdat dit betekent dat een waarnemer niet perse direct vóór het glas behoeft te staan ten-30 einde er doorheen te kijken'. Bij de uitvoeringsvormen volgens de uitvinding die de meeste voorkeur verdienen vertoont het glas via een mat oppervlak belangrijke isotropie, zodat de resolutie door het gematteerde oppervlak praktisch onafhankelijk is van de oriëntatie van het glas. Dit is in belangrijke 35 tegenstelling tot die van het bekende matte glas, dat commercieel wordt vervaardigd volgens de leer van het Britse oc-trooischrift nr. 1.151.931.

Bij voorkeur heeft een stuk glas aan weerszijden /670 0 7 83 ψ >* - 9 - een mat oppervlak. Hierdoor wordt terugkaatsing van beide oppervlakken van een stuk glas minder merkbaar.

Een stuk glas kan volgens de uitvinding mat worden gemaakt met behulp van een geschikte chemische behandeling.

5 Het glas kan worden blootgesteld aan een chemisch behande-lingsmedium op elke gewenste wijze. Indien het gewenst is het gehele oppervlak van het glas te behandelen dan kan dit ge-raakkelijk plaatsvinden door het glas onder te dompelen in een bad van het behandelingsmedium. Wanneer het aan de andere kant 10 gewenst is slechts een deel van het glasoppervlak te behandelen, bijv. één zijde van een glasplaat, dan kan de. behandeling worden uitgevoerd onder toepassing van een versproeiïngs-techniek, of door onderdompelen van de glasplaat nadat het gedeelte van het oppervlak dat niet behandeld dient te worden, 15 gemaskeerd is.

De uitvinding strekt zich ook uit tot een werkwijze voor de vervaardiging van mat glas, waartoe de. uitvinding een werkwijze verschaft voor het vervaardigen van mat glas door êên oppervlak van een stuk glas te voorzien van een 20 populatie van oppervlakteputjes, met het kenmerk, dat een dergelijk oppervlak wordt geëtst met een oplossing van een zout van fluorwaterstofzuur, onder achterlating van een praktisch aan elkaar grenzende populatie van fluor bevattende kristallen, waarna de aldus gevormde kristallen worden ver-25 wijderd, onder achterlating van een oppervlak met een popula- . tie van verzonken of aan elkaar grenzende oppervlakteputjes, terwijl het verkregen van putjes voorziene oppervlak wordt behandeld, teneinde een bovenlaag daarvan te verwijderen, waarbij het achterblijvende oppervlak is bezet door een popu-30 latie verzonken of aan elkaar grenzende oppervlakteputjes, die zo klein zijn dat een schijf met een diameter van TOjim er niet bovenop gelegd kan worden zonder overlapping van tenminste twee putjes.

Een dergelijke werkwijze is bijzonder waardevol en 35 geschikt voor de vorming van een stuk mat glas volgens de uitvinding. Gebleken is dat behandeling met een zout van fluorwaterstofzuur gemakkelijk zo kan worden uitgevoerd, dat een vereiste populatiedichte van oppervlakteputjes wordt 870 0 7 65 - 10 - verkregen, die bezet zijn door fluor bevattende kristallen ten gevolge van de reactie tussen de zoutoplossing en het glas. Wanneer deze kristallen worden verwijderd, gewoonlijk door wassen, hebben de putjes een polyhedrale of hoekige vorm, 5 die de vorm van de gevormde fluor bevattende kristallen weergeeft, terwijl na verwijdering van een bovenlaag van het van putjes voorziene oppervlak het zeer gemakkelijk is te waarborgen dat hun profielen glad zijn.

Volgens een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding TO die de meeste voorkeur verdient, is de· oplossing van een zout van fluorwaterstofzuur een waterige oplossing van één of meer kaliumbifluoride, natriumbifluoride en ammoniumbifluoride.

De toepassing van een dergelijk bifluoride bevordert een chemische aanval op het glas, zodanig dat na verwijdering van 15 de gevormde fluorsilicaatkristallen een van putjes voorzien oppervlak achterblijft van een zodanige vorm, die in het bijzonder geschikt is voor een daarop volgende verwijdering van de bovenlaag, onder achterlating van een mat oppervlak. De toepassing van alkalimetaalbifluoride zorgt ervoor, dat de 20 aanval, op het glas praktisch onafhankelijk van het alkali-metaalgehalte van het glas plaatsvindt.. De toepassing van een oplossing van een zout van. fluorwaterstofzuur, dat praktisch uit kaliumbifluoride in water bestaat, wordt in het bijzonder aanbevolen.

25 Bij voorkeur is de oplossing van een zout van fluorwaterstofzuur een waterige oplossing, die het zout bevat in een verhouding van 70 tot 200 gram per liter, welk oppervlak wordt blootgesteld aan een dergelijke oplossing gedurende 20 seconden tot 2 minuten. Hierdoor wordt de vorming van een 30 veelheid van kleine fluor bevattende kristallen bevorderd, die vervolgens verwijderd kunnen worden, onder achterlating van een zeer dichte populatie van kleine oppervlakteputjes in het glas.

De verwijdering van de bovenlaag van het glas na 35 de vorming van de putjes erin kan worden verkregen door een mechanische polijstbehandeling, maar het is gunstiger en in het algemeen gemakkelijker om een meer gelijkmatige behandeling te verkrijgen, indien dit is gewenst, door de bovenlaag 8700785 --11- te verwijderen in een chemische polijstbewerking.

Bij voorkeur wordt de chemische polijstbewerking uitgevoerd door het genoemde oppervlak bloot te stellen aan een oplossing van fluorwaterstofzuur. Een dergelijke behande-5 ling is zeer gemakkelijk uit te voeren, waarbij het vereiste profiel van de oppervlakteputjes wordt verkregen, onder achterlating van een mat oppervlak op het glas, waardoor een duidelijke afbeelding van een voorwerp, geplaatst op enige afstand daarvan, kan worden waargenomen. Het is in het bijzon— 10 der gemakkelijk de polijstbewerking uit te voeren door het oppervlak gedurende 60 minuten tot 20 seconden bloot te stellen aan een oplossing van 1,0 % tot 20 % fluorwaterstofzuur en 0 % tot 15 % zwavelzuur (volumeprocenten) .

Be verwijdering van de oppervlaktelaag is bij 15 voorkeur zodanig, dat het profiel van tenminste de onderkant van de putjes rond wordt gemaakt. Hierdoor blijkt de resolutie door het gematteerde glas te worden bevorderd.

Bij sommige voorkeursuitvoeringsvormen volgens de uitvinding vindt de etsbewerking plaats door een eerste zuur-20 wasbewerking, waarbij het mat te maken oppervlak met een zuur— oplossing wordt gewassen. Hierbij wordt een schoon oppervlak verkregen, dat vervolgens een meer gelijkmatige etsing moge— lijk maakt, resulterend in een meer gelijkmatig behandeld produkt.

25 Het is bijzonder geschikt de eerste zuur-wasbehan- deling op dezelfde wijze uit te voeren als de chemische polijsting, namelijk door blootstellen van het oppervlak gedurende 60 minuten tot 20 seconden aan een oplossing van 1,0 % tot 20 % fluorwaterstofzuur en 0 % tot 15 % zwavelzuur.

30 Bij sommige voorkeursuitvoeringsvormen van de uit vinding wordt een dergelijke etsbewerking voorafgegaan door een bewerking, waarbij het mat te maken oppervlak wordt bekleed met een viskeuze film van een organisch materiaal. Gebleken is, dat hierdoor de grootte van de putjes, die in het 35 oppervlak van het glas tijdens de etsbewerking worden gevormd, wordt verminderd, hetgeen resulteert in een betere resolutie door het matte oppervlak. Onder geschikte organische materialen kunnen onder meer worden genoemd: sucrose, glucose, 870 07 85 - 12 - glycerine, glycol en polyvinylpyrrolidon.

In feite werd gevonden, dat de eerste zuur-wasbe-werking, zoals boven genoemd, neigt te resulteren in de vorming van grote kristallen en derhalve grotere putjes tijdens 5 de etsbewerking. Gevonden is volgens de uitvinding, dat het mogelijk is diverse opeenvolgende bewerkingen te combineren, zodanig dat ze. een beheersing van de afmeting van de kristallen die gedurende de etsbewerking worden gevormd, mogelijk maken,, terwijl het de meeste voorkeur verdient dat de eerste 10 zuur-wasbewerking voorafgaat, aan het aanbrengen van de organische- deklaag»

Indien dit gewenst is, is de bestendigheid van het gematteerde glas tegen breken te verbeteren, kan het glas chemisch, worden getemperd na de laatste matteringsbewerking, 15 zonder zijn optische eigenschappen aan te tasten*

Een dealkyleringsbehandeling kan op het glas worden uitgevoerd na het etsen, indien zulks gewenst is.

Voorkeursuitvoeringsvormen volgens de uitvinding zullen; thans bij wijze van voorbeeld worden beschreven aan de 20 hand van de bijgaande tekeningen, waarbij ; figuren T en 2. elk een electron-micrograaf van een glasplaat voorstellen·, welke glasplaat is. onderworpen aan een deel van een behandeling volgens de uitvinding.

Figuren 3 en 4 stellen een electron-micrograaf van 25 een glasplaat voor, die volgens de uitvinding is behandeld.

Figuur 5 is een grafiek, die de lichtdoorlating en terugkaatsingscurven voor het in f iguur 4 behandelde glas toont.

VOORBEELD I

30 Een getrokken natronglasplaat met een dikte van 1,9 mm werd ondergedompeld in een waterige oplossing van 70-150 g/1 kaliumbifluoride in een etsbad bij omgevingstemperatuur (ca. 20°C) gedurende een periode van ca. 1 minuut. Op de ondergedompelde oppervlakken van het glas werd een laag kris-35 tallen van kaliumfluorsilicaat gevormd, waarna de kristallen werden verwijderd door wassen in water. Het verkregen oppervlak bleek een populatie aan een veelheid van aan elkaar grenzende putjes met polyhedraal oppervlak te hebben met een 87 0 0 7 6 5 - 13 - maximale afmeting tussen ca. 5 ^im en 1 ^im bij een diepte in de orde van grootte van 0,4 ^im. Een electron-micrograaf van dat oppervlak bij een schaal van ca. 1000 keer vergroting, is af-gebeeld in figuur 1. Het glas waarvan het oppervlak op die 5 manier werd behandeld, vertoonde uitstekende lichtdiffusie-eigenschappen, waarbij echter resolutie door het glas van een voorwerp, dat zich enkele centimeters erachter bevond, ónmogelijk was. De totale lichtdoorlating van de aldus behandelde plaat was ca. 88 %, terwijl de diffuse doorlating ca. 60 % 10 van het normaal invallende licht bedroeg.

In de onderhavige beschrijving betekend "licht— doorlating" de hoeveelheid doorgelaten invallend licht volgens ASTM methode D 307 (1964 Book of ASTM Standards, deel 21). "Diffuus", zoals gebruikt met betrekking tot de lichtdoorla-15 ting betekent dat gedeelte van het licht, dat bij het passeren van het glas afwijkt van de invallende lichtstraal door verstrooiing, met meer dan 2,5°. "Diffuus" zoals gebruikt in relatie tot lichtterugkaatsting, betekent dat gedeelte van het licht, dat bij terugkaatsing aan het*glas/luchtgrensvlak 20 afwijkt van de spiegelend teruggekaatste lichtstraal door verstrooiing, met meer dan 2,5°.

Teneinde de grootte van de gevormde putjes te variëren en een meer regelmatige putjesgrootte te verkrijgen, wordt deze etsbewerking voorafgegaan door een polijstbewerking 25 waarbij het glas wordt gewassen met een eerste zuur-wasoplos-sing, die 1 vol.% fluorwaterstofzuur en 6 vol.% zwavelzuur in water bevat, welke behandeling verscheidene minuten bij kamertemperatuur plaatsvindt. Na spoelen in water werd het glas onderworpen aan dezelfde etsbewerking, waarna in water werd .30 gewassen. Een electron-micrograaf van het verkregen oppervlak bij een schaal van ca. 1000 keer vergroting, is in figuur 2 afgebeeld. De verkregen oppervlakteputjes waren wederom poly-hedraal en hadden een maximale afmeting van 7-10 ^im met een diepte van tot 0,8 ^im bij een verstrooiing van veel kleinere 35 putjes. De totale lichtdoorlating van de aldus behandelde plaat nam met ca. 93 % toe, terwijl het gedeelte van het normaal invallende licht, dat diffuus werd doorgelaten, met enigszins meer dan 75 % toenam. Wederom.was de resolutie door 8700765

•0 V

- 14 - het glas van een voorwerp, dat zich enkele centimeters achter het glas bevond, onmogelijk.

Deze zuur-gewassen en geëtste glasplaat werd vervolgens onderworpen aan een behandeling, waarbij een opper-5 vlaktelaag werd verwijderd. Deze laatste behandeling bestond uit het onderdompelen van de plaat in een polijstbad van T vol.% fluorwaterstofzuur en 6 vol.% zwavelzuur in water gedurende een uur bij omgevingstemperatuur. Een electron-micro-graaf van het verkregen oppervlak bij een schaal van ca. 1000 10 keer vergroting, is in figuur 3 afgebeeld. De verkregen opper-vlakteputjes hadden een afgerond profiel met een diepte van tot 0,8 urn en met een maximale afmeting die in het algemeen minder was dan 10 yam. Het is niet mogelijk een 10 mm schijf (10 yam x 100.0) op figuur 3 te plaatsen, zonder overlapping van 15 tenminste twee van de putjes. De totale lichtdoorlating van de aldus behandelde plaat bedroeg- ca. 92 %, terwijl het gedeelte van het normaal invallende licht, dat diffuus werd doorgelaten ca. 38,5 % bedroeg. Het deel van het normaal invallende licht, dat. diffuus werd teruggekaatst bedroeg meer dan 90 % van de 20 totale hoeveelheid teruggekaatste lichtstraal. De hoek van verstrooiing' van het licht, dat diffuus werd doorgelaten aan het matte oppervlak van het glas, was meer dan 10°.

Gebleken is, dat het normale schrift in karakters van 10 pitch gemakkelijk kon worden gelezen door het verkregen 25 matte glas, wanneer de getypte tekst 60 cm van het oog werd geplaatst, ongeacht of het glas werd gehouden tussen het oog en het schrift, echter onder die voorwaarde, dat het glas zodanig was gericht dat de hoek met de gezichtslijn meer dan 10° maakte.

30 VOORBEELD II

Een uit natron getrokken glasplaat met een dikte van 1,5 mm werd blootgesteld aan dezelfde zuur-wasbehandeling als in voorbeeld I. Na deze eerste zuur-wasbehandeling werd het glas gespoeld en vervolgens in een bad van glycerine en 35 water ondergedompeld, onder achterlating van een film van glycerine op het oppervlak van het glas. Het met glycerine beklede glas werd vervolgens ondergedompeld in een etsbad van een waterige oplossing van kaliumbifluoride (tussen 70 en 120 & Λ Λ

- / V U / ö D

τ 15 - g/1) bij omgevingstemperatuur (ca. 20°C) gedurende een periode van 30-60 seconden. Het glas werd verwijderd en gespoeld in water en vervolgens ondergedompeld in een chemisch polijstbad van 10 % fluorwaterstofzuur en 4 % zwavelzuur (waterig) gedu-5 rende 2 minuten bij omgevingstemperatuur en vervolgens opnieuw gespoeld. Ben electron-micrograaf van het verkregen oppervlak bij een schaal van ca. 1000 keer vergroting, is af-gebeeld in figuur 4. Dit toont een dichte populatie van opper-vlakteputjes met een rond profiel met een maximale afmeting 10 van minder dan 5 jm en een diepte in de orde van grootte van 0,4 ^im- Het is niet mogelijk een 5 mm schijf (5 ^im x 1000) op figuur 4 te leggen zonder tenminste twee van de putjes te overlappen.

De grafiek van figuur 5 toont het percentage van 15 normaal invallend licht: bij TT, de totale lichtdoorlating voor diverse golflengtes bij TD, de diffuse doorlating voor die golflengtes bij RTV de totale lichtterugkaatsing voor die golflengtes * en 20 bij ED, de diffuse lichtterugkaatsing voor die golflengtes.

Opgemerkt wordt, dat het deel van het doorgelaten licht, dat diffuus is, af neemt met toenemende golflengte in het zichtbare gebied.

De matte plaat heeft de volgende optische eigen-25 schappen, geïntegreerd over het zichtbare spectrum: totale doorlating 89,48 % normaal invallend licht diffuse, doorlating 45,61 % normaal invallend licht 50,97 % doorgelaten licht totale terugkaatsing 7,96 % normaal invallend licht 30 diffuse terugkaatsing 7,58 % normaal invallend licht 95,23 % teruggekaatst licht.

Opgemerkt wordt, dat de totale terugkaatsing heel weinig verschillend is van datgene wat verwacht zou worden bij een onbehandelde plaat, doch dat terwijl bij de onbehandelde 35 plaat praktisch al het teruggekaatste licht spiegelend wordt teruggekaatst, minder dan 5 % van het totaal teruggekaatste licht spiegelend wordt teruggekaatst door de plaat, die volgens dit voorbeeld is behandeld. De hoek van verstrooiing van 8700765 - 16 - het licht, dat diffuus werd doorgelaten aan het matte oppervlak van het. glas, bedroeg meer dan 10°.

Gebleken is, dat een voorwerp dat verscheidene meters achter het glas is geplaatst, bekeken kan worden via 5 het glas met praktisch geen verlies aan beeldresolutie.

VOORBEELD III

Een uit natron getrokken glasplaat met een dikte van 1 ,04 mm, werd onderworpen aan een. eerste zuur-wasbehande— ling, bekleding· met glycerine en spoelbewerkingen, zoals in TG voorbeeld II beschreven, waarna de plaat werd geëtst gedurende minder dan T minuut big omgevingstemperatuur in een bad van een waterige oplossing van kaiiumbifluoride (tussen 150 en 200. g/1) - Het glas werd verwijderd en in water gespoeld, gevolgd door onderdompeling in een chemisch polijstbad van 15 10 vol.% fluorwaterstofzuur en 5 vol.% zwavelzuur (waterig) gedurende 3 minuten big omgevingstemperatuur, waarna de plaat opnieuw werd. gespoeld- De oppervlaktestructuur van de plaat was zeer gelijk aan die welke in figuur 4 is weergegeven. De aldus behandelde plaat had een zeer hoge totale lichtdoorla-20 ting, berekend als 93,40 % en een diffuse doorlating van 40,.97 % van normaal invallend zichtbaar licht. De hoek van verstrooiing van het licht, dat diffuus werd doorgelaten aan het matte oppervlak van het glas, was meer dan 10°.

Opnieuw werd gevonden, dat een voorwerp geplaatst 25 op verscheidene meters achter het glas, bekeken kon worden door het glas met praktisch geen verlies aan beeldresolutie.

Volgens een variant van een van de voorgaande voorbeelden werd de etsbewerking uitgevoerd onder gebruikmaking van natriumbifluoride of ammoniumbifluoride, in plaats 30 van kaiiumbifluoride. Dit geeft praktisch dezelfde resultaten.

Volgens een andere variant werd het behandelde glas vervolgens chemisch getemperd, teneinde zijn bestendigheid tegen mechanische schok te verhogen. Dit maakte geen noemenswaardig verschil ten opzichte van de optische eigen-35 schappen van het glas. .

Een stuk mat glas volgens de uitvinding is onder alle omstandigheden geschikt daar waar mat glas kan worden gebruikt, behalve wanneer een dergelijk bekend mat glas wordt 8700765 - 17 - toegepast teneinde doorkijken specifiek te voorkomen. Toepas-singsvoorbeelden van geschikte stukken gematteerd glas volgens de uitvinding zijn "anti-reflectie"-schermen in beeldframes of in diapositieve houders voor het verminderen van nadelige 5 invloeden, bijv. interferentie-invloeden, ten gevolge van spiegelingsterugkaatsing aan het oppervlak van de plaat. Een dergelijk glas kan ook worden gebruikt daar waar de bekende matte glazen ongeschikt zouden zijn, vanwege de afstand tussen de plaat en een voorwerp, dat daarbij beschermd dient te 10 worden. Zo kan bijv. een matte glasplaat volgens de uitvinding gebruikt, worden als voorplaat bij een tentoonstellingsvitrine. Andere toepassingsvoorbeelden voor stukken mat glas volgens de uitvinding zijn kathadestraalbuisschermen, als instrument-afleesglazen, waaronder horlogeglazen en als vloeibaar-kris-T5 taldisplay of licht emitterende diodedisplayschermen.

Mat glas volgens de uitvinding is bovendien ook bijzonder geschikt voor toepassing in fotovoltagecellen, in het bijzonder die van het amorfe silicium-type. In een derge— lijke cel kan. een glasplaat al dan niet aan weerszijden mat 20 gemaakt, bekleed worden met opeenvolgende lagen van gedoopt tinoxide, amorf silicium en een terugkaatsende geleider, zoals aluminium. Diffuus licht, dat de siliciumlaag binnendringt, volgt een weg van grotere lengte, waarbij de opbrengst aan electronen-holteparen toeneemt, zonder toename van de 25 dikte van de siliciumlaag en derhalve zonder toename van de waarschijnlijkheid, dat een zojuist vrijgekomen electron ingevangen wordt voorafgaande aan zijn migratie naar een geleidende laag. Bij een gegeven invallend-lichtintensiteit neemt derhalve de conversie-opbrengst van de cel toe, vergeleken 30 met een cel, waarin een onbehandeld glas is gebruikt.

35 8700765

Claims

3. Stuk glas volgens conclusie 1 of 2, met 25 het kenmerk,, dat tenminste de onderkant van de putjes een afgerond profiel hebben.
4. Stuk glas volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tenminste één mat oppervlak is bezet door de genoemde populatie van oppervlakte- 30 putjes, die zo klein zijn dat een schijf met een diameter van 10 jj.m er niet opgelegd kan worden zonder tenminste twee putjes te bedekken.
5. Stuk glas volgens conclusie 4, met het kenmerk , dat tenminste één mat oppervlak is bezet door 35 een populatie van oppervlakteputjes, die zo klein zijn dat een schijf met een diameter van 5 ^im er niet opgelegd kan worden zonder tenminste twee putjes' te bedekken. 8700765 ^ ·% - 19 -
6. Stuk glas volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tenminste één mat glasoppervlak is bezet door een populatie van oppervlakteputjes, waarvan praktisch alle putjes een diepte hebben in het 5 traject van 0,1 ^im tot 1,0 ^rnt.
7. Stuk glas volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tenminste éên mat oppervlak is bezet door de populatie van oppervlakteputjes, waarbij praktisch alle putjes een diepte en een gemiddelde 10 dwarsdoorsnede (hierna "diameter" genoemd) bezitten, die met elkaar in een zodanige verhouding staan, dat de diepte van het putje gedeeld door zijn diameter tenminste 0,01 is.
3. Stuk glas volgens conclusie 7, met het kenmerk , dat tenminste één raat oppervlak is bezet door 15 een dichte populatie van oppervlakteputjes, waarbij praktisch alle putjes een diepte en een diameter hebben, die zich zodanig verhouden,, dat de diepte van een putje gedeeld door zijn diameter ligt tussen 0,02 en 0,5 inclusief. 9* Stuk glas volgens een der voorgaande conclu- 20 sies, met het kenmerk, dat de hoek van ver strooiing van diffuus licht, doorgelaten door een dergelijk mat oppervlak, tenminste 10° is.
10. Stuk glas volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tenminste 30 % van 25 het licht, dat door het glas via een dergelijk mat oppervlak wordt doorgelaten, diffuus wordt doorgelaten.
11. Stuk glas volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tenminste 70 % van het licht, dat wordt teruggekaatst door een dergelijk mat 30 oppervlak, diffuus wordt teruggekaatst.
12. Stuk glas volgens een der voorgaande conclusies , met het kenmerk, dat de getypte karak ters duidelijk leesbaar zijn wanneer ze worden bekeken door een dergelijk mat oppervlak, wanneer het oppervlak van de 35 glasplaat gehouden worden op een afstand van 20 cm vanaf de karakters.
13. Stuk glas volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de karakters zijn 8700765 «* - 20 - geplaatst op een afstand van het oog van een lezer, waarbij de karakters duidelijk, kunnen worden gelezen en de karakters door het matte oppervlak van. het stuk vlak glas duidelijk leesbaar zijn, ongeacht of het geplaatst is tussen de karakters en het 5 oog van de lezer.
14, Stuk glas volgens een der voorgaande conclusies:,- met het kenmerk, dat de karakters duidelijk leesbaar zijn wanneer ze worden bekeken door het matte oppervlak, van de vlakke glasplaat, wanneer het glas zich 10 bevindt onder een hoek groter dan 45° ten opzichte van de zichtlijn, . 15, Stuk. glas volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een dergelijk glas een dergelijk mat oppervlak heeft aan weerszijden ervan. 15 16. Werkwijze, voor de vervaardiging van mat glas, waarbij een oppervlak van een stuk glas wordt voorzien van een populatie van. oppervlakteputj es, met het k e n m e r k , dat een dergelijk oppervlak wordt geëtst met een oplossing van een zout van fluorwaters tof zuur, onder 2Q achterlating van een praktisch aan elkaar grenzende populatie van fluor bevattende kristallen, die vervolgens worden verwijderd., onder achterlating van een oppervlak met een populatie aan verzonken of aan elkaar grenzende oppervlakteputjes, waarna het verkregen van putjes voorziene oppervlak wordt be— 25 handeld voor de verwijdering van een oppervlaktelaag ervan, waarbij het oppervlak bezet blijft door een populatie van verzonken of aan elkaar grenzende oppervlakteputjes, die zo klein zijn dat een schijf met een diameter van 10 yam er niet opgelegd kan worden zonder tenminste twee putjes te overlappen.
17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk , dat de oplossing van een zout van fluorwater-stofzuur in hoofdzaak uit kaliumbifluoride in water bestaat. T8. Werkwijze volgens conclusie 16 of 17, met het kenmerk, dat de oplossing van een zout van 35 fluorwaterstofzuur een waterige oplossing is, waarin het zout voorkomt in een hoeveelheid van 70-200 gram per liter, welk oppervlak aan een dergelijke oplossing wordt blootgesteld gedurende 20 seconden tot 2 minuten. 870 0 7 65 - 21 - ί *
19. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 16-18, met het kenmerk, dat de verwijdering van de oppervlaktelaag plaatsvindt in een chemische polijstbewerking.
20. Werkwijze volgens conclusie 19, met het kenmerk , dat het chemisch polijsten wordt uitgevoerd onder blootstelling van het oppervlak aan een oplossing van fluorwaterstofzuur.
21. Werkwijze volgens conclusie 20, met het IQkanmerk , dat het chemisch polijsten wordt uitgevoerd door blootstelling van het oppervlak gedurende 60 minuten tot 20 seconden aan een oplossing van 1,0 tot 20 vol.% fluorwaterstof zuur en 0 tot 15 vol.% zwavelzuur.
22. Werkwijze volgens conclusies 16-21, met 15. e t kenmerk , dat de verwijdering van de oppervlaktelaag zodanig is, dat tenminste de onderkant van de opper-vlakteputjes een rond profiel krijgt.
23. Werkwijze volgens conclusies 16-22, met het kenmerk, dat de etsbewerking wordt voorafge- 20 gaan door een eerste zuur-wasbewerking, waarbij het te matteren oppervlak wordt gewassen met een zure oplossing.
24. Werkwijze volgens conclusies 16-23, met het kenmerk, dat de etsbewerking wordt voorafgegaan door een bewerking, waarbij het mat te maken oppervlak 25 wordt bekleed met een viskeuze film van een organisch materiaal.
25. Werkwijze volgens conclusies 23 en 24, met het kenmerk, dat de eerste zuur-wasbewerking voorafgaat aan een dergelijke organische bekledingsbewerking. 30 35 8700733